(57)【要約】一次ネットワークと二次ネットワークとの間のスケジュール通信、例えば、時間同期チャンネルホッピング（ＴＳＣＨ）ネットワークと搬送波感知多重アクセス（ＣＳＭＡ）ネットワークとの間のスケジュール通信を提供するためのシステムおよび方法が開示される。ＴＳＣＨホッピングパターンにおける第１選択スロットオフセット内に、ゲートウェイノードは一次ネットワークノードと通信する。ＴＳＣＨホッピングパターンにおける第２選択スロットオフセット内に、ゲートウェイノードは二次ネットワークノードと通信する。通信スケジュールは、送信元ノードおよび宛先ノードと、各スロットオフセットに対するチャンネル周波数とを特定する。通信スケジュールは、二次ネットワークに対するウェイクアップ期間がＴＳＣＨホッピングパターンにおける第２スロットオフセットと同期しているように設定されている。
2019519971.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の一次ネットワークノードと通信し、二次ネットワークノードとも通信するように構成されている送受信装置であって、前記複数の一次ネットワークノードが時間同期チャンネルホッピングネットワークプロトコルを利用する複数チャンネルで通信し、前記二次ネットワークノードがウェイクアップインターバル内に通信することによって搬送波感知多重アクセスネットワークプロトコルを利用する単一チャンネルで通信する、前記送受信装置と、
前記送受信装置と通信的に連結しているプロセッサと、
非一時的コンピュータ可読媒体であって、
前記時間同期チャンネルホッピングネットワークプロトコルの複数のスロットオフセット中の第１選択スロットオフセット内に、第１メッセージを一次ネットワークノードと通信し、当該一次ネットワークノードが前記複数の一次ネットワークノードの周りにあり、
前記時間同期チャンネルホッピングネットワークプロトコルの前記複数のスロットオフセット中の第２選択スロットオフセット内に、第２メッセージを前記二次ネットワークノードと通信し、前記二次ネットワークノードの前記ウェイクアップインターバルが前記第２選択スロットオフセットと同期している
ように前記処理装置を動作させる、前記処理装置によって実行可能な指令が記憶された前記非一時的コンピュータ可読媒体と、
を備える、ゲートウェイノード。
【請求項２】
前記ゲートウェイノードは前記の複数の一次ネットワークノードを介して前記二次ネットワークノードとリソースプロバイダシステムとの通信を提供し、前記二次ネットワークノードはホームエリアネットワークの一部である低電力装置である、請求項１に記載のゲートウェイノード。
【請求項３】
前記ゲートウェイノードは、前記時間同期チャンネルホッピングネットワークプロトコルの第１スロットオフセット内に前記一次ネットワークノードと通信し、通信スケジュールに基づいて前記時間同期チャンネルホッピングネットワークプロトコルの第２選択スロットオフセット内に前記二次ネットワークノードと通信する、請求項１に記載のゲートウェイノード。
【請求項４】
前記通信スケジュールは、前記時間同期チャンネルホッピングネットワークプロトコル中のホッピングパターンにおける各スロットオフセットに対して、通信のための特定のチャンネル、および、通信の種類を示し、当該通信の種類は、送信モード、受信モード、または搬送波感知多重アクセスモードを指定し、前記ホッピングパターンにおける前記スロットオフセットは、後のホッピングパターンのために繰り返される、請求項３に記載のゲートウェイノード。
【請求項５】
前記ゲートウェイノードは、共通通信を介して前記通信スケジュールを受信するように構成されており、前記共通通信は、前記一次ネットワークのためのヘッドエンドシステムから、前記一次ネットワークの複数のノードのそれぞれへのものである、請求項３に記載のゲートウェイノード。
【請求項６】
前記ゲートウェイノードは、前記二次ネットワークノードと前記ゲートウェイノードとの間の初期同期内に受信されるビーコンメッセージを介して前記通信スケジュールを受信するように構成されている、請求項３に記載のゲートウェイノード。
【請求項７】
前記ゲートウェイノードは、前記通信スケジュールを前記一次ネットワークにおける近隣の一次ネットワークノードに配信するように構成されている、請求項６に記載のゲートウェイノード。
【請求項８】
時間同期チャンネルホッピングネットワークプロトコルの複数のスロットオフセット中の第１選択スロットオフセット内に、第１メッセージを一次ネットワークノードと通信し、当該一次ネットワークノードが、前記時間同期チャンネルホッピングネットワークプロトコルを利用する複数チャンネルで通信する複数の一次ネットワークノードの周りにあることと、
前記時間同期チャンネルホッピングネットワークプロトコルの前記複数のスロットオフセット中の第２選択スロットオフセット内に、第２メッセージを二次ネットワークノードと通信し、前記二次ネットワークノードのウェイクアップインターバルが前記第２選択スロットオフセットと同期しており、前記二次ネットワークノードが、送波感知多重アクセスネットワークプロトコルを利用する単一チャンネルで通信することと、
を備える、方法。
【請求項９】
前記ゲートウェイノードは前記の複数の一次ネットワークノードを介して前記二次ネットワークノードとリソースプロバイダシステムとの通信を提供し、前記二次ネットワークノードはホームエリアネットワークの一部である低電力装置である、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記ゲートウェイノードは、前記時間同期チャンネルホッピングネットワークプロトコルの第１スロットオフセット内に前記一次ネットワークノードと通信し、通信スケジュールに基づいて前記時間同期チャンネルホッピングネットワークプロトコルの第２選択スロットオフセット内に前記二次ネットワークノードと通信する、請求項８に記載の方法。
【請求項１１】
前記通信スケジュールは、前記時間同期チャンネルホッピングネットワークプロトコル中のホッピングパターンにおける各スロットオフセットに対して、通信のための特定のチャンネル、通信の種類、および、前記通信に対する送信元ノードまたは宛先ノードを示し、当該通信の種類は、送信モード、受信モード、または搬送波感知多重アクセスモードを指定し、前記ホッピングパターンにおける前記スロットオフセットは、後のホッピングパターンのために繰り返される、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記通信スケジュールは、ゲートウェイノードにおいて前記一次ネットワークのためのヘッドエンドシステムから受信する、請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
前記通信スケジュールは、ゲートウェイノードにおいてビーコンメッセージを介して前記二次ネットワークから受信する、請求項１０に記載の方法。
【請求項１４】
前記通信スケジュールを前記一次ネットワークにおける近隣の一次ネットワークノードに送信する、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
時間同期チャンネルホッピングネットワークプロトコルの複数のスロットオフセット中の第１選択スロットオフセット内に、ゲートウェイノードによって、第１メッセージを一次ネットワークにおける一次ネットワークノードと通信し、前記一次ネットワークノードが、前記時間同期チャンネルホッピングネットワークプロトコルを利用して通信する複数のノード中の一部であることと、
前記時間同期チャンネルホッピングネットワークプロトコルの前記複数のスロットオフセット中の第２選択スロットオフセット内に、ゲートウェイノードによって、二次ネットワークにおける二次ネットワークノードからの第２メッセージを待ち受け、前記二次ネットワークノードが、ウェイクアップインターバル内に通信することによって、送波感知多重アクセスネットワークプロトコルを利用して通信し、前記二次ネットワークノードの前記ウェイクアップインターバルが前記第２選択スロットオフセットと同期していることと、
を備える、方法。
【請求項１６】
前記第１選択スロットオフセットおよび前記第２選択スロットオフセットは前記時間同期チャンネルホッピングネットワークプロトコル中のホッピングパターンの一部であり、前記第１選択スロットオフセット内の前記第１メッセージは第１チャンネルで通信され、前記第２選択スロットオフセット内の前記第２メッセージは前記第１チャンネルと異なる第２チャンネルで通信される、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記選択スロットオフセットおよび前記第２選択スロットオフセットは通信スケジュールによって特定され、前記通信スケジュールは、前記複数のスロットオフセットの各スロットオフセットに対して、通信のための特定のチャンネル、通信の種類、および、前記通信に対する送信元ノードまたは宛先ノードを示し、当該通信の種類は、送信モード、受信モード、または搬送波感知多重アクセスモードを指定し、前記ホッピングパターンにおける前記スロットオフセットは、後のホッピングパターンのために繰り返される、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記通信スケジュールは、ゲートウェイノードによって、ヘッドエンドユニットから前記一次ネットワークにおける複数のノードへの共通通信から受信される、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記通信スケジュールは、ゲートウェイノードによって、前記一次ネットワークの一部である近隣のノードから受信される、請求項１７に記載の方法。
【請求項２０】
前記ゲートウェイノードは前記一次ネットワークを介して前記二次ネットワークノードとリソースプロバイダシステムとの通信を提供し、前記二次ネットワークノードはホームエリアネットワークの一部である低電力装置である、請求項１５に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の相互参照）
本開示は、２０１６年５月３日に出願された「Scheduled Communication with Resource Providers and a Home Area Network」と題する米国特許仮出願第６２／３３０９５３号の優先権を主張する特許出願であり、上記特許仮出願は、参照により本明細書に組み込まれる。
【０００２】
本開示は一般的にコンピュータネットワークおよび多重通信に関する。さらに具体的にいうと、本開示はリソースプロバイダとホームエリアネットワークとの間の通信に関するが、これに限らない。
【背景技術】
【０００３】
タイムスロットチャンネルホッピング（time synchronized channel hopping、ＴＳＣＨ）ネットワークは、ＩＥＥＥ８０２．１５．４によって規定され、リソースプロバイダ（例えば、公益事業会社（utility company）、ホームオートメーションプロバイダ、産業オートメーションプロバイダ、または科学および環境のアプリケーションプロバイダ）のために通信ネットワークを提供してもよい。ホームエリアネットワークは、家庭内または他の構内のリソース（例えば、電力）を消費する装置と、リソースの消費を監視および／または管理する装置との間の情報を通信するように利用されてもよい。公益事業会社および他のリソースプロバイダはホームエリアネットワークを利用して消費者によるリソースの消費を監視してもよい。
【０００４】
公益事業会社およびリソースプロバイダは時間同期ネットワークで動作してもよく、一方、ホームエリアネットワークは当該時間同期ネットワークと同期していない別のネットワークで動作してもよいホームエリアネットワークにおける装置は、時間期間内にアイドル状態にあって、公益事業会社およびリソースプロバイダと断続的に通信してもよい。
【発明の概要】
【０００５】
本開示は、搬送波感知多重アクセス（carrier sense multiple access、ＣＳＭＡ）プロトコルなどの非時間同期ネットワークを利用して通信するホームエリアネットワーク（home area network、ＨＡＮ）と、タイムスロットチャンネルホッピング（ＴＳＣＨ）プロトコルを利用して通信するデータネットワークとのスケジュール通信のためのシステムおよび方法を説明する。データネットワークはＨＡＮと接続し、当該ＨＡＮはＨＡＮリソースの消費を管理するリソースプロバイダを有する。例示のシステムにおいて、ゲートウェイノードは、ＨＡＮ制御器またはＨＡＮクライアント装置と通信するデータネットワークにおけるノードである。ＨＡＮ制御器は、リソースに関する情報を通信するために構成されていてもよく、当該リソースはＨＡＮによってサービスが提供された地理的地域で消費されるものである。ゲートウェイノードは、一次ネットワークにおける近隣のノード（adjacent node）の間に通信し、通信スケジュールに基づいてＨＡＮとも通信し、当該通信スケジュールは、ＴＳＣＨホッピングパターンにおける各スロットオフセットに対する通信のための受信者ノードまたは送信元ノードを特定する。通信スケジュールは、通信の種類（ＲＦ信号を受信するための通信、ＲＦ信号を送信するための通信、または、ＣＳＭＡプロトコルを介してＨＡＮとの通信であるか）を特定し、通信のためのチャンネルも特定する。当該チャンネルはＲＦ通信のための特定の周波数または周波数範囲を示す。
【０００６】
ＣＳＭＡプロトコルを利用する通信によって、ＨＡＮにおける装置は、定期的なまたは所定の一定ウェイクアップインターバル内に通信する。ＨＡＮにおける装置は、ウェイクアップインターバル外の期間には低電力のスリープ状態に維持する。ゲートウェイノードにＴＳＣＨ型のデータネットワークとＣＳＭＡ型のＨＡＮとも通信させるために、通信スケジュールは、ＨＡＮのウェイクアップインターバルが特定のＴＳＣＨスロットオフセットと同期しているように設定されている。通信スケジュールに基づいて、ＴＳＣＨホッピングパターンにおける第１スロットオフセット内に、ゲートウェイノードは、データネットワークに利用されるチャンネルで、データネットワークにおける近隣のノードと通信する。ＴＳＣＨホッピングパターンにおける第２スロットオフセット内に、ゲートウェイノードは、ＨＡＮに利用されるチャンネルで、ＨＡＮ制御器またはＨＡＮクライアント装置からの通信を待ち受け、または、ＨＡＮ制御器またはＨＡＮクライアント装置と通信する。スロットオフセットに対する通信スケジューリングは、繰り返しのＴＳＣＨホッピングパターンのために繰り返される。
【０００７】
通信スケジュールは、ゲートウェイノードによって、共通通信（common communication）を介してデータネットワークの動作を管理するヘッドエンドユニットから受信してもよく、分散型通信を介してデータネットワークにおける近隣のノードから受信してもよい。例えば、ＨＡＮ制御器またはＨＡＮクライアント装置は、ビーコンメッセージを介して近隣のノードまたは親ノードとスケジューリングリクエストを通信してもよい。ＨＡＮ装置によって送信されるビーコンメッセージは、この装置のためのウェイクアップパターンを示してもよい。受信されたビーコンメッセージ中のウェイクアップパターンに基づいて、ヘッドエンドユニットは通信スケジュールを決定し、当該通信スケジュールは特定のＴＳＣＨホッピングパターンスロットオフセットに応じるためのウェイクアップ期間を計画する。ヘッドエンドユニットは通信スケジュールを、ゲートウェイノードを含んでデータワークにおける複数のノードに配信する。代替的な実施態様において、通信スケジュールは、データネットワークにおけるノード（例えば、ゲートウェイノード）によって決定され、データネットワークにおける近隣のノードに配信される。
【０００８】
これらの例示的な実施態様および特徴は、発明を制限または定義しないように言及されるが、本願に説明された発明概念を理解することに役立つように例示を提供する。一方、本発明の他の実施形態、利点および特徴は本願全体を検討すると明白となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
これら並びに他の本開示の特徴、実施態様および利点は、添付図面を参照しながら以下の詳細な説明を読むことによってよく理解される。
【図１】本開示の１つの実施形態に基づく、タイムスロットチャンネルホッピング（ＴＳＣＨ）プロトコルを利用する一次ネットワークと搬送波感知多重アクセス（ＣＳＭＡ）プロトコルを利用する二次ネットワークとの間のスケジュール通信を実行するためのネットワークの例示のブロック図
【図２】本開示の１つの実施形態に基づく、ＴＳＣＨ型のデータネットワークとＣＳＭＡ型のホームエリアネットワークとも通信するように構成されているゲートウェイノードの例示のブロック図
【図３】本開示の１つの実施形態に基づく、ＴＳＣＨホッピングパターンにおけるタイムスロットの配置の例示のブロック図
【図４】本開示の１つの実施形態に基づく、ＴＳＣＨホッピングパターンにおける各スロットオフセットに対して通信およびチャンネルリクエストを規定する例示のスケジュールを表す表
【図５】本開示の１つの実施形態に基づく、ＣＳＭＡタイミングダイアグラム（timing diagram）におけるウェイクアップ期間とＴＳＣＨホッピングパターンにおける特定のスロットオフセットとの同期の例示のブロック図
【図６】本開示の１つの実施形態に基づく、ＴＳＣＨプロトコルを利用する一次ネットワークとＣＳＭＡプロトコルを利用する二次ネットワークとの間のスケジュール通信のためのプロセスの例示のフローチャート
【図７】本開示の１つの実施形態に基づく、ＴＳＣＨプロトコルを利用する一次ネットワークとＣＳＭＡプロトコルを利用する二次ネットワークとの間のスケジュール通信のためのもう１つのプロセスの例示のフローチャート
【図８】本開示の１つの実施形態に基づく、ＴＳＣＨプロトコルを利用する一次ネットワークとＣＳＭＡプロトコルを利用する二次ネットワークとの間のスケジュール通信の例示の信号流れ図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
時間同期通信プロトコルを利用して動作する一次ネットワークと非時間同期通信プロトコルを利用する二次ネットワークとの間のスケジュール通信を提供するためのシステムおよび方法が提供される。一次ネットワークを、リソースプロバイダシステムを有する二次ネットワークと連結するように利用してもよい。一次ネットワークは、例えば、先端メータリングインフラ（advanced metering infrastructure、ＡＭＩ）メッシュネットワークを含み、ＡＭＩメッシュネットワークは、リソースプロバイダシステムのための１つ以上のノードを備え、リソースプロバイダシステムは、ＩＥＥＥ８０２．１５．４によって規定された時間同期チャンネルホッピング（ＴＳＣＨ）通信プロトコルを利用して通信する。ＴＳＣＨプロトコルを利用して通信することによって、一次ネットワーク中のノードは、スケジュールされた周波数ホッピングパターンに基づく一連のタイムスロットを利用して信号を送信および受信する。二次ネットワークは、例えば、ホームエリアネットワーク（ＨＡＮ）を含み、ＨＡＮは搬送波感知多重アクセス（ＣＳＭＡ）プロトコルを利用して通信するノードを有する。ＣＳＭＡプロトコルを利用して通信することによって、二次ネットワークにおけるノードは、ウェイクアップパターン内に設定周波数の信号を送信および受信する。ここで説明される特定の実施態様は、ＴＳＣＨプロトコルの下で動作する一次ネットワークとＣＳＭＡプロトコルの下で動作する二次ネットワークとの間のスケジュール通信に対する特徴を提供し、このスケジュール通信は２つの異なる種類のメッシュネットワークを共存させる。
【００１１】
例えば、ゲートウェイノードは、二次ネットワークノードのウェイクアップサイクルを組み込んだ通信スケジュールを決定してもよい。ゲートウェイノードのための通信スケジュールは、第１選択タイムスロット内に第１周波数チャンネルで一次ネットワークにおける宛先ノードに通信を送信し、第２選択タイムスロット内に第２周波数チャンネルで一次ネットワークにおける送信元ノードから通信を受信し、第３選択タイムスロット内に第３周波数チャンネルで隣接する二次ネットワークノード（neighboring secondary network node）と通信するように、ゲートウェイノードを指示してもよい。第３選択タイムスロットはＣＳＭＡネットワークの定期的なウェイクアップ期間と対応し、第３周波数チャンネルは二次ネットワークの中で利用される特定の周波数チャンネルと対応する。ＴＳＣＨプロトコルを利用する一次ネットワークにおける特定のタイムスロットに適合させる二次ネットワーク通信の決定性スケジューリング（Deterministic scheduling）は、一次／ＴＳＣＨネットワークにおける全帯域幅の一部が二次／ＣＳＭＡネットワークとの接続に割り振れることを可能とする。
【００１２】
これらの例示的な実施例は、ここで開示されている一般的な保護対象を読者に紹介するために与えられ、開示されている概念の範囲を制限しようとするものではない。以下は図面を参照しながら様々な追加的な特徴および実施例を説明する。図面において、同様な数字は同様な要素を指す。
【００１３】
ここで説明される特徴はいかなる特定なハードウェア構造または構成に限定しない。計算装置は、１つ以上の入力を条件とする結果を提供するいかなる適した部品の配置を含んでもよい。適した計算装置は記憶されたソフトウェアをアクセスする多目的のマイクロプロセッサ型の計算システムを含み、ソフトウェアは、計算システムを汎用の計算設備から本保護対象の１つ以上の実施態様を実行するように特化された計算設備にプログラムまたは設定する。いかなる適したプログラム、スクリプト若しくは他種類の言語または言語の組み合わせは、計算装置をプログラムまたは設定するように利用されるソフトウェアの形で、ここに含まれた教示を実行するように利用されてもよい。
【００１４】
図面を参照すると、図１は、ゲートウェイノード１０４ａと通信連結しているＨＡＮ１００を含むネットワーク環境の例示である。ＨＡＮ１００はいかなる適した非時間同期プロトコル、例えば、ＣＳＭＡネットワーキングプロトコルを利用して動作する。ＨＡＮ１００はＨＡＮクライアント装置１０２ａ、１０２ｂおよびＨＡＮ制御器１０３を含んでもよい。ゲートウェイノード１０４ａとともに、データネットワーク１０６はメッシュネットワークにおける、ノード１０４ｂ−１０４ｄとして示された複数のノードを含んでもよい。各ノード１０４ｂ−１０４ｄはゲートウェイノードとして動作してそれぞれの他のＨＡＮ（未図示）と連結していてもよい。
【００１５】
ＨＡＮクライアント装置１０２ａ、１０２ｂは、管理機能、監視機能または実行機能に関する１つ以上のアプリケーションを行うように利用される、ＨＡＮ１００に関連する電力分配システム（例えば、ガス発電ネットワークまたは他の電力分配システム）からの電力を消費する装置を含む。これらのクライアント装置１０２ａ、１０２ｂの非限定的な例示は、電力消費を管理するためのプログラマブルサーモスタットや、電力消費に関する情報および電力消費による請求情報を表示するための宅内（in-home）表示装置などを含む。特定の実施態様において、１つ以上のＨＡＮクライアント装置１０２ａ、１０２ｂは、電力を消費して１つ以上の機械的機能または他の機能を行うことに加え、分析、監視、表示、または他のＨＡＮ１００を介して通信されるデータを利用する機能を行う装置であってもよい。これらの装置の非限定的な例示は、電力を消費し、住宅またはＨＡＮ１００によってサービスが提供されたほかの建築物における１つ以上の機械的機能を行う装置を含み、当該機械的機能は例えば、温水器、プールポンプ、空気調節装置などである（でもこれらに限らない）。ＨＡＮクライアント装置１０２ａ、１０２ｂおよびＨＡＮ制御器１０３は、互いに無線通信し、ゲートウェイノード１０４ａとも無線通信する。以上に言及したように、ＨＡＮ１００における通信およびゲートウェイノード１０４ａとの通信はいかなる適したＣＳＭＡネットワーキングプロトコルを介して行われてもよい。前述したように、ＣＳＭＡネットワーキングプロトコルの下で動作する通信によって、ＨＡＮ制御器１０３は定期的にスリープ状態から抜けてＲＦ送受信装置の電源を入れてゲートウェイノード１０４と通信する。ＨＡＮ制御器１０３のウェイクアップインターバルは、ゲートウェイノード１０４ａのチャンネルホッピング通信スケジュールに組み込まれるように設定されている。ここの実施態様において、ＣＳＭＡウェイクアップインターバルをＴＳＣＨチャンネルホッピングパターンに組み込む（すなわち、スケジューリングする）更なる詳細は以下のように図３−図５によって説明される。
【００１６】
ＨＡＮ制御器１０３は、ＨＡＮ１００と、ＨＡＮ１００から分離したゲートウェイノード１０４ａとの間のデータを通信するように構成されている、いかなる適した処理装置を含む。ＨＡＮ制御器１０３は、メモリ装置をアクセスできるまたはメモリ装置を含むアプリケーションプロセッサを含み、当該メモリ装置はアプリケーションプロセッサによって実行可能なプログラムコードを記憶する。ＨＡＮ制御器１０３のアプリケーションプロセッサは、ＨＡＮクライアント装置１０２ａ、１０２ｂとゲートウェイノード１０４ａとの間の電力消費情報を通信する。複数のＨＡＮ制御器１０３は、複数の住宅ユニットのユニットであってそれぞれのＨＡＮを含む建築物をそれぞれに監視してもよい。ＨＡＮクライアント装置１０２ａ、１０２ｂと通信連結しているＨＡＮ制御器１０３を有するＨＡＮ１００は、例示的な目的のために示されているが、他の実施態様も可能である。例えば、ＨＡＮ制御器１０３はＨＡＮ１００から分離されてもよく、また、ＨＡＮ１００はＨＡＮ制御器１０３を含まなくてもよい。ＨＡＮ制御器１０３が利用されていない場合、ＨＡＮクライアント装置１０２ａ、１０２ｂは、ゲートウェイノード１０４ａのＴＳＣＨホッピングパターンに組み込まれたＣＳＭＡウェイクアップインターバルの決定性スケジューリングを介してゲートウェイノード１０４ａと直接的に通信する。ゲートウェイノード１０４ａとＨＡＮ１００との間の通信への言及は、ゲートウェイノード１０４ａとＨＡＮ制御器１０３との間の通信、または、ゲートウェイノード１０４ａとＨＡＮクライアント装置１０２ａ、１０２ｂとの通信を含む。ＨＡＮクライアント装置１０２ａ、１０２ｂは、電力消費情報を監視ための計量装置を含み、それぞれの電力消費情報をゲートウェイノード１０４ａと直接的に通信する。特定の実施態様において、ゲートウェイノード１０４ａ−１０４ｄは、ＨＡＮ１００およびＨＡＮクライアント装置１０２ａ、１０２ｂの電力消費情報の監視、収集、または管理などに関する計量情報を含む。
【００１７】
ゲートウェイノード１０４ａは、データネットワーク１０６を介してＨＡＮ制御器１０３からの情報をサーバシステム１０８へ通信し、データネットワーク１０６はＴＳＣＨプロトコルを利用するＡＭＩメッシュネットワークとして実行されてもよい。サーバシステム１０８の非限定的な例示は電力分配システムのためのヘッドエンドシステムであり、電力分配システムは、住宅、建築物、またはＨＡＮ１００によってサービスが提供された他の地理的地域に電力を提供する。ゲートウェイノード１０４ａはデータネットワーク１０６の残る部分とＨＡＮ１００との間の通信を提供する。データネットワーク１０６はゲートウェイノード１０４とサーバシステム１０８との間の通信チャンネルを提供してもよい。通信チャンネルは、ＨＡＮゲートウェイノード１０４ａとサーバシステム１０８との間の信号を通信いかなる適切な手段を含んでもよい。適した通信媒体の例示は、イーサネット（登録商標）ケーブル、無線データ通信、電力線通信（power line communication、ＰＬＣ）において利用されるための電源ケーブルなどを含む（でもこれらに限らない）。電力線通信は、ケーブルを介して公益事業会社から地理的地域における建物へ電力を提供するための通信信号を含んでもよい。データネットワーク１０６は、いかなる適したネットワーク技術、例えば（でもこれらに限らない）、（前述したような）メッシュネットワーク、リングネットワーク、スターネットワーク、バスネットワークなどを利用するように構成されていてもよい。データネットワーク１０６はゲートウェイノード１０４ｂ−１０４ｄとして示された他のノードを含んでもよい。
【００１８】
特定の実施例において、ゲートウェイノード１０４ａは、ＨＡＮ１００とリソースプロバイダシステムとの間の接続性を提供するように利用される。例えば、ＨＡＮ１００は、住宅、建築物または他の適した地理的地域における電力分配システムと関連する複数の装置に通信リンクしてもよい。ここで利用されるように、「電力分配システム」という用語は、発電所などの電源から住宅、建築物または他の地理的地域などの１つ以上のエンドユーザまたは地理的場所へ送電するための装置、システム、および／または他の適した施設のグループを指す。ＨＡＮ１００は、ローカルエリアネットワークまたはワイドエリアネットワークなどの比較的多い量のデータネットワークより、比較的少ない量のネットワーク装置（例えば、パーソナルコンピュータ、モバイル処理装置など）を含んでもよい。ＨＡＮ１００は、ＨＡＮ１００において他の装置と無線通信できる低電力ネットワーク装置を含んでもよい。
【００１９】
特定の実施態様において、ＨＡＮ１００中のノード１０２ａ、１０２ｂは、非時間同期通信プロトコル、例えば、ＣＳＭＡ通信プロトコルを利用して通信する。ＨＡＮ１００の非限定的な例示は、電力線通信を介して実行されたホームプラグネットワーク（HomePlug network）や、アライアンス（appliance）と、同軸ケーブル、HomePNAアライアンスネットワークなどを介して実行されるネットワーキング装置との間のネットワーク接続性を提供するＭｏＣＡ（Multimedia over Coax Alliance、登録商標）ネットワークなどを含む。ＨＡＮ制御器１０３は、電力に関する情報、または、ＨＡＮ１００によってサービスが提供された住宅若しくは建築物において消費される他のリソースに関する情報を受信および／または収集してもよい。ＨＡＮ制御器１０３はHAN１００における残りのノード１０２ａ、１０２ｂと同様のネットワーキングプロトコルを利用する。前述したように、低電力ＣＳＭＡ装置として、ＨＡＮ１００中の装置は、所定のウェイクアップパターンに対応する特定の時間インターバル内に通信する。スリープ状態にあるとき、ＣＳＭＡ装置はＲＦ送受信装置の電源を切る。
【００２０】
ゲートウェイノード１０４ａは、ＨＡＮ１００によってサービスが提供された住宅または建築物内にまたはその近くに設置されてもよく、また、二次ネットワークを利用するＨＡＮ制御器１０３と通信してもよい。ゲートウェイノード１０４ａは、ヘッドエンドシステム、またはリソースプロバイダサーバシステムのための他の制御器とも、ＴＳＣＨネットワーキングプロトコルで動作する一次データネットワークを介して通信してもよい。ゲートウェイノード１０４ａはデータネットワーク１０６の一部として図２に示されているが、ゲートウェイノード１０４ａは同時にＨＡＮ１００と結合している。ここで利用されるように、「ヘッドエンドシステム」という用語は、データネットワークまたは複数の相互接続装置を含む他のシステムに対して、１つ以上の管理機能を提供する装置または装置のグループを指す。例えば、インテリジェント計量を利用する電力分配システムのためのヘッドエンドシステムは、電力分配システムのスマート計量施設と、電力分配システムの１つ以上の上位のデータ処理システムとの間の通信および／またはデータ収集層を提供する。ゲートウェイノード１０４ａは、ＨＡＮ制御器１０３のウェイクアップインターバル内にＨＡＮ制御器１０３（またはＨＡＮ１００における他のノード１０２ａ、１０２ｂ）と通信するためのスケジュールによって構成されている。
【００２１】
図２は、ゲートウェイノード１０４ａの例示のハードウェア構造を表しているブロック図を表し、当該ゲートウェイノード１０４ａはＨＡＮ１００とデータネットワーク１０６の残る部分とも通信するように構成されている。ゲートウェイノード１０４ａはプロセッサ２０２を含んでもよい。プロセッサ２０２の非限定的な例示は、マイクロプロセッサ、特定用途向け集積回路（application-specific integrated circuit、ＡＳＩＣ）、状態機械、フィールドプログラマブルゲートアレイ（field programmable gate array、ＦＯＧＡ）、または他の適した処理装置を含んでもよい。プロセッサ２０２は、１を含むいかなる数の処理装置を含んでもよい。プロセッサ２０２は非一時的コンピュータ可読媒体、例えばメモリ装置２０４と通信可能に連結していてもよい。プロセッサ２０２は、メモリ装置２０４に記憶されたコンピュータ実行可能なプログラム指令を実行してもよく、メモリ装置２０４に記憶された情報をアクセスしてもよい。
【００２２】
メモリ装置２０４は指令を記憶してもよく、指令がプロセッサ２０２によって実行されるとき、プロセッサ２０２にここで説明される動作をさせる。メモリ装置２０４はコンピュータ可読媒体であってもよく、例えば、プロセッサにコンピュータ可読指令を提供可能な電子式、光学式、磁気式、または他の類型の記憶装置であってもよいが、これらに限らない。これらの光学式、磁気式、または他の類型の記憶装置の非限定的な例示は、リードオンリ（ＲＯＭ）装置、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）装置、磁気ディスク、磁気テープ若しくは他の磁気記憶装置、メモリチップ、ＡＳＩＣ、設定されたプロセッサ、光学記憶装置、またはコンピュータプロセッサが中から指令を読み出せる他のいかなる媒体を含む。指令は、いかなる適したコンピュータプログラミング言語によって書かれたコードから、コンパイラおよび/またはインタプリタによって生成されるプロセッサ固有の命令を備えてもよい。適したコンピュータプログラミング言語の非限定的な例示は、Ｃ、Ｃ＋＋、Ｃ＃（登録商標）、Visual Basic（登録商標）、Java（登録商標）、Python（登録商標）、Perl（登録商標）、Javascript（登録商標）、およびActionScript（登録商標）などを含む。
【００２３】
ゲートウェイノード１０４ａはバス２０６を含んでもよい。バス２０６は、ゲートウェイノード１０４ａの１つ以上の部品と通信連結してもよい。プロセッサ２０２、メモリ装置２０４およびバス２０６は、図２において互いに通信する分離した部品としてそれぞれに表されているが、他の実行例も可能である。例えば、プロセッサ２０２、メモリ装置２０４およびバス２０６は、個別の印刷回路板にある個別の部品、または、プログラムコードを記憶および実行するようにゲートウェイノード１０４ａに配置されうる他の適した装置であってもよい。
【００２４】
ゲートウェイノード１０４ａは送受信装置２２０を含んでもよく、送受信装置２２０はバス２０６を介してプロセッサ２０２およびメモリ装置２０４と通信連結している。送受信装置２２０の非限定的な例示は、ＲＦ送受信器、並びに信号を無線に送信および受信するための他の送受信器を含んでもよい。ＨＡＮクライアント装置１０２ａ、１０２ｂは、ＨＡＮ制御器１０３またはゲートウェイノード１０４ａとの通信のための送受信装置を含んでもよい。図２に示された実施態様において、送受信装置２２０は、アンテナ２０８、２１０を介してデータネットワーク１０６およびＨＡＮ１００とそれぞれに通信するように、２つのＭＡＣインターフェイスを実行する能力を有する。複数のアンテナ２０８、２１０は例示的な目的のために示されているが、他の実施態様は、単一のアンテナをもってデータネットワーク１０６およびＨＡＮ１００と通信できる送受信装置２２０を含む。ゲートウェイノード１０４ａは、異なるネットワークプロトコルを介して単一の送受信装置２２０を利用するデータネットワーク１０６およびＨＡＮ１００と通信してもよい。例えば、ゲートウェイノード１０４ａは、アンテナ２１０を介して、ＣＳＭＡプロトコル（例えば、ＺｉｇＢｅｅ（登録商標）ＩＥＥＥ８０２．１５．４）を利用するように構成されたＨＡＮ１００と通信できる一方、アンテナ２０８を介して、ＴＳＣＨプロトコル（例えばＩＥＥＥ８０２．１５．４ｅによって管理されたネットワークプロトコル）を利用するデータネットワーク１０６と通信できる。特定の実施態様において、データネットワーク１０６およびＨＡＮ１００が異なる周波数を利用する場合であっても、ゲートウェイノード１０４ａはデータネットワーク１０６とＨＡＮ１００とも通信できる。例えば、ゲートウェイノード１０４ａは、９２０ＭＨｚでデータネットワーク１０６の残る部分と信号を送信および受信するように構成されていいてもよく、同時に、９００ＭＨｚの周波数でＨＡＮ１００と信号を送信および受信するように構成されていてもよい。
【００２５】
ゲートウェイノード１０４ａは典型的な目的のために単一の送受信装置２２０を有するように示されているが、特定の実施例において、データネットワーク１０６がＨＡＮ１００と異なる周波数セットまたは変調技術で動作する場合、ゲートウェイノード１０４ａは複数の送受信装置を含んでもよい。例えば、（第１周波数セットまたは変調技術のために構成された）第１送受信装置はデータネットワーク１０６と通信するために利用されてもよく、また、（第２周波数セットまたは変調技術のために構成された）第２送受信装置はＨＡＮ１００と通信するために利用されてもよい。
【００２６】
以上に言及したように、データネットワーク１０６は、ＴＳＣＨ通信プロトコルに従ってネットワークの内外の情報を無線通信するＡＭＩメッシュネットワークであってもよい。ＴＳＣＨプロトコルにおいて、ネットワーク中の装置は個別のＴＳＣＨタイムスロット上で同期されている。ＴＳＣＨプロトコルにおける各タイムスロットは期間「Ｔ」の時間期間を有し、期間「Ｔ」はミリ秒または他の適切な時間単位で定義されてもよい。ＴＳＣＨプロトコルは、ネットワークにおける複数の装置の間における通信のために複数のチャンネル周波数を利用してもよい。ホッピングパターンは各タイムスロット内に通信するように利用されるチャンネルを規定する。
【００２７】
図３は、ＴＳＣＨプロトコルに従うタイムスロットおよびチャンネルホッピングパターンの例示を示す図である。図３は、同様なタイムスロット期間４３０をそれぞれに有するタイムスロット４１１−４１５、４２１−４２５、５３１−４３６を示す。例示的な目的のために、各スロットフレーム４１０、４２０は７個のタイムスロットを含む。他の実施態様において、各スロットフレームは７個より多いまたは少ないタイムスロットを有してもよい。図３は（ホッピングパターン４４０ａ−４４０ｃとして示された）ホッピングパターン４４０も示す。ホッピングパターンは、ホッピングパターンにおける各タイムスロットに対してチャンネル周波数またはチャンネルを規定する。例えば、ホッピングパターン４４０ａはチャンネル４、チャンネル６、チャンネル３、チャンネル５、チャンネル７であり、すなわち、ホッピングパターン４４０ａは、チャンネル４をタイムスロット１に関連付け、チャンネル６をタイムスロット２に関連付け、チャンネル３をタイムスロット３に関連付け、チャンネル５をタイムスロット４に関連付け、タチャンネル７をタイムスロット５に関連付けてもよく、各チャンネルは異なる周波数または周波数範囲と対応する。図３において、ホッピングパターン４４０ａは５であるホッピングパターン長さを有して繰り返される。ホッピングパターン４４０ａの例示の第１インターバルはタイムスロット１−５（４１１−４１５）を含み、ホッピングパターン４４０ｂの第２インターバルはタイムスロット６−１０（４２１−４２５）を含み、ホッピングパターン４４０ｃの第３インターバルはタイムスロット１１−１５（４３１−４３５）を含む。ホッピングパターンにおけるタイムスロットの個数はスロットフレームにおけるタイムスロットの個数と無関係である。
【００２８】
データネットワーク１０６におけるノードはＴＳＣＨチャンネルホッピングプロトコルに従う一方、ＨＡＮ１００は非時間同期のＣＳＭＡ通信プロトコルの下で動作する。代わりに、低電力ＣＳＭＡ装置（例えば、ＨＡＮ制御器１０３およびＨＡＮクライアント装置１０２ａ、１０２ｂ）は、隣接の装置とＲＦ信号を受信及び送信するように定期的にスリープ状態から目覚める。ＣＳＭＡプロトコルに従うＨＡＮ１００と通信するために、ゲートウェイノード１０４ａは、ＣＳＭＡウェイクアップ期間を指定するスケジュールによって構成されており、当該ＣＳＭＡウェイクアップ期間は１つ以上のＴＳＣＨタイムスロットと対応する。ＣＳＭＡノードとの通信のために指定されたタイムスロット内に、ゲートウェイノード１０４ａはＣＳＭＡネットワークによって利用されるチャンネルを切り替える。
【００２９】
図４は通信スケジュールを表している例示の表４８０であり、当該通信スケジュールは、データネットワーク１０６とＨＡＮ１００とも通信するように、ＣＳＭＡウェイクアップインターバルをＴＳＣＨタイムスロットシーケンスに組み込むためのものである。表４８０の通信スケジュールは、図３に示された例示のタイムスロットおよびチャンネルホッピングパターンに対して通信を組み込む。特に、列４５０は、各ホッピングパターン４４０ａ−４４０ｃに対する５個のスロットオフセット（例えば、スロットオフセット１がタイムスロット４１１、４２１、４３１に対応し、スロットオフセット２がタイムスロット４１２、４２２、４３２に対応するなど）を載せている。列４５２は各スロットオフセットに関連するチャンネルを載せている。列４５４はスロットオフセットに指定された通信の種類を指し、列４５６は通信の送信元または宛先を特定する。表４８０に示されているように、スロットオフセット１（すなわち、タイムスロット４１１、４２１、４３１）内に、ゲートウェイノード１０４ａはチャンネル４で通信をノードＢ（例えば、図１におけるノード１０４ｂ）へ送信するように構成されている。スロットオフセット２（すなわち、タイムスロット４１２、４２２、４３２）内に、ゲートウェイノード１０４ａはチャンネル６でノードＤ（図１におけるノード１０４ｄ）からの通信を待ち受けるように構成されている。スロットオフセット３は共有タイムスロットとして組み込まれている。共有タイムスロットは、隣接のノードと他の組み込まれていない通信を送信または受信するための設定可能タイムスロットとして利用されてもよい。例えば、ゲートウェイノード１０４ａがＨＡＮ１００からサーバシステム１０８へオーバーフローデータを送信するように追加の帯域幅を必要とする場合（例えば、スケジュールが十分な帯域幅を提供していない場合）、オーバーフロー帯域幅はスロットオフセット３内に送信されてもよい。スロットオフセット４（タイムスロット４１４、４２４、４３４）内に、ゲートウェイノード１０４ａはチャンネル５で（例えば、ＨＡＮ制御器１０３を介して）ＨＡＮ１００と通信するように構成されている。ＨＡＮ１００と通信しているとき、ゲートウェイノード１０４ａは、ＨＡＮ１００の選択的なリクエストに基づいてＨＡＮ１００と通信を送信または受信してもよい。ＨＡＮ１００との通信が受信メッセージまたは送信メッセージを含むか否かは、ＨＡＮ１００とゲートウェイノード１０４ａとの初期同期内に予め決められてもよい。スロットオフセット５（タイムスロット４１５、４２５、４３５）内に、ゲートウェイノード１０４ａはチャンネル７でノードＢからの通信を待ち受けるように構成されている。通信スケジュール４８０に示されているように、（ＴＳＣＨネットワークプロトコルを介して動作する）データネットワーク１０６におけるノード１０４ｂ−１０４ｄはチャンネル４、６、３、７を利用し、各チャンネルは異なる周波数または周波数範囲と対応する。一方、ＨＡＮ１００は単一のチャンネル（チャンネル５）を利用する。ここで開示される実施態様を通して、ゲートウェイノード１０４ａは、ＨＡＮ１００から受信するまたはＨＡＮへ送信するためにチャンネル５に切り替えるように構成されている。例示的な目的のために、図４における表４８０は、ＨＡＮ１００によって利用されるチャンネル（チャンネル５）がデータネットワーク１０６によって利用されるチャンネル（チャンネル４、６、３、７）と異なることを示している。他の実施態様において、共通チャンネルを異なるスロットオフセットに取り組むことによって、ＨＡＮ１００によって利用されるチャンネルは、データネットワーク１０６中の通信のためにデータネットワーク１０６にも利用されうる。
【００３０】
通信スケジュール４８０を介して、ゲートウェイノード１０４ａは、ＨＡＮ制御器１０３のウェイクアップインターバルデューティサイクル内に、データネットワーク１０６における残りのノードおよびＨＡＮ１００と通信するように構成されている。そして、ＣＳＭＡウェイクアップインターバルデューティサイクルはデータネットワーク１０６に利用されるＴＳＣＨタイムスロットと同期している。図５は、ＴＳＣＨタイムスロットと同期しているＣＳＭＡウェイクアップインターバルデューティサイクルを示すタイミングダイアグラムである。図５は、データネットワーク１０６によって利用されるＴＳＣＨ通信プロトコルに対するホッピングパターン４４０ａのタイムスロット４１１−４１５、ホッピングパターン４４０ｂのタイムスロット４２１−４２５、ホッピングパターン４４０ｃのタイムスロット４３１−４３５を表す。図５は、ＨＡＮ制御器１０３のＣＳＭＡスリープおよびウェイク期間５１０も表す。ＣＳＭＡスリープおよびウェイク期間５１０は、ＨＡＮ制御器１０３によって利用されるＣＳＭＡネットワーキングプロトコルに基づくものである。ＣＳＭＡネットワーキングプロトコルのスリープ期間は時間期間５０２ａ−５０２ｃとして示されており、ＣＳＭＡネットワーキングプロトコルのウェイク期間は時間期間５０４、５０６、５０８として示されている。共有区域に示されているように、ＣＳＭＡネットワーキングプロトコルのウェイクアップ期間（時間期間５０４、５０６、５０８）は、通信スケジュール４８０によって、ホッピングパターン４４０ａ−４４０ｃにおける特定のタイムスロット（タイムスロット４１４、４２４、４３４）と同期している。
【００３１】
時間期間５０２ａ内に（すなわち、タイムスロット４１１−４１３内に）、ＨＡＮ制御器１０３は低電力のスリープ状態に維持しており、低電力のスリープ状態において、ＨＡＮ制御器１０３はいかなる通信を受信または送信もしない。低電力のスリープ状態は、例えば、電池寿命の最適化に利用される。時間期間５０４の開始時、ＨＡＮ制御器１０３はスリープ状態から目覚め、データネットワーク１０６と、またはＨＡＮ１００における他のノード（すなわち、ＨＡＮクライアント装置１０２ａ、１０２ｂ）と、潜在的な通信を受信および送信するために送受信装置の電源を入れる。時間期間５０４内に、ＨＡＮ制御器１０３はゲートウェイノード１０４ａにメッセージを送信してもよい。このメッセージは、例えば、ＨＡＮクライアント装置１０２ａ、１０２ｂによって計量される電力消費情報に関する情報を含んでもよい。また、時間期間５０４内に、ＨＡＮ制御器１０３は、ゲートウェイノード１０４ａからメッセージを受信してもよい。時間期間５０４の終了時および時間期間５０２ｂの開始時、ＨＡＮ制御器１０３は時間期間５０２ｂに示されているようにスリープ状態に戻る。ＨＡＮ制御器１０３はスリープ状態から目覚めてゲートウェイノード１０４ａと通信する。スリープ／ウェイク（目覚め）プロセスは時間期間５０２ｃ、５０８、５０２ｄおよび追加の時間期間に対して続く。
【００３２】
ＨＡＮ制御器１０３が時間期間５０４、５０６、５０８（すなわち、ＨＡＮ制御器１０３のウェイクアップ期間）内にメッセージを送信するかまたはメッセージを待ち受けるかを規定するスケジュールは、ＨＡＮ１００の選択的なリクエストによって決定されてゲートウェイノード１０４ａに提供される。与えられたウェイクアップ期間５０４、５０６、または５０８内に、ゲートウェイノード１０４ａは、ＨＡＮ１００へメッセージを送信してもよく、また、ＨＡＮ１００からメッセージを受信してもよい。特定の実施態様において、ゲートウェイノード１０４ａは、ＩＥＥＥ８０２．１５．４−２０１５に規定されているように、レシーバ開始送信（Receiver Initiated Transmission、ＲＩＴ）処置を行い、時間期間５０４、５０６、または５０８内にＨＡＮ制御器１０３から送信を引き出してもよい。時間期間５０４、５０６、５０８を規定するスケジュールは、１つ以上の時間期間５０４、５０６、５０８が、ＨＡＮ１００の選択的なリクエストに基づいてデータネットワーク１０６へ送信するまたはデータネットワーク１０６から受信するために利用される共有時間期間であることも特定してもよい。
【００３３】
図５は時間期間５０４、５０６、５０８（ＨＡＮ制御器１０３のウェイクアップ期間）を例示的な目的のための期間として表しているが、ウェイクアップ期間は予め決められるものであってもよい。例えば、ＨＡＮ制御器は、定期的パターンに従っていない特定のインターバルにあるウェイクアップ期間に供給されてもよい。
【００３４】
図６は、時間同期チャンネルホッピングネットワーキングプロトコルを利用して動作する一次ネットワークと、決められたスケジュールに基づいてＣＳＭＡネットワーキングプロトコルを利用する二次ネットワーク（例えば、ＨＡＮ）との間のスケジュール通信のための例示のプロセス６００を示すフローチャートである。例示的な目的のために、プロセス６００を、図１、２に表されたシステム実施例を参照しながら説明する。だたし、他の実施例も可能である。
【００３５】
ブロック６１０において、ゲートウェイノード１０４ａは、ＴＳＣＨプロトコルの第１選択スロットオフセット内に一次ネットワークノードと第１メッセージを通信する。特定の実施例において、ゲートウェイノード１０４ａはスケジュール４８０によってＴＳＣＨネットワークで通信し、スケジュール４８０は、各ウェイクアップ期間を対応のＴＳＣＨタイムスロットに組み込むことによって、ＨＡＮ制御器１０３のウェイクアップインターバルデューティサイクルに適合する。前述したように、ＴＳＣＨスロットオフセットは、ホッピングパターンにおいて繰り返されるタイムスロットに対応してもよい。スケジュール４８０に基づいて、ゲートウェイノード１０４ａは、ＴＳＣＨホッピングパターンにおける第１選択スロットオフセット内に、データネットワーク１０６における近隣のノード１０４ｂ−１０４ｄの１つと通信する。通信は、特定のチャンネルによる、近隣のノード１０４ｂ−１０４ｄの１つへのＲＦ信号の送信、または、近隣のノード１０４ｂ−１０４ｄの１つからのＲＦ信号の受信を含む。
【００３６】
ブロック６２０において、ゲートウェイノード１０４ａは、ＴＳＣＨプロトコルにおける第２選択スロットオフセット内に二次ネットワークノードと第２メッセージを通信する。二次ネットワークノードはＣＳＭＡプロトコルを利用して通信してもよい。例えば、通信スケジュール４８０に基づいて、第２スロットオフセット（すなわち、ＨＡＮ制御器１０３のウェイクアップ期間に対応するスロットオフセット）内に、ゲートウェイノード１０４ａはＣＳＭＡチャンネルでＨＡＮ制御器１０３と通信する。ＣＳＭＡチャンネルは、データネットワーク１０６がＴＳＣＨ通信プロトコルを介して通信するように利用されるチャンネルと異なってもよい。他の実施態様において、ＣＳＭＡチャンネルは、ＨＡＮ１００専用のものでなくてもよく、データネットワーク１０６に利用されてもよい（例えば、ゲートウェイノード１０４ａは、ＨＡＮ制御器１０３のウェイクアップ期間と同期しているスロットオフセット内に共通チャンネルでＨＡＮ制御器１０３と通信し、また、同様な共通チャンネルを利用して、ＨＡＮ制御器１０３のスリープ期間内にあるスロットオフセット内にデータネットワーク１０６における近隣のノードと通信する）。
【００３７】
ゲートウェイノード１０４ａは、いかなる適した方法を介して通信スケジュール４８０に基づいてデータネットワーク１０６とＨＡＮ１００とも通信するように構成されていてもよい。例えば、スケジュール４８０はデータ配列として、ゲートウェイノード１０４ａのためのメモリ２０４におけるデータベースに記憶されてもよい。データネットワーク１０６によって利用されるＴＳＣＨ通信プロトコルにおける各タイムスロット内に、送受信装置２２０はスケジュール４８０に基づいて近隣のノード１０４ｂ−１０４ｄ（すなわち、一次ネットワークノード）、またはＨＡＮ制御器１０３（すなわち、二次ネットワークノード）と通信する。各タイムスロット内に、送受信装置２２０は、スケジュール４８０に基づいて近隣の一次ネットワークノードまたは二次ネットワークノードと通信するために、適切な周波数に切り替える。
【００３８】
通信スケジュール４８０は、ＨＡＮ１００における選択的なリクエストに基づいていかなる適した方法によって決定されてもよい。例えば、前述したように、ＨＡＮ制御器１０３などのＨＡＮ１００におけるノードは、ＣＳＭＡプロトコルにおける特定のウェイクアップデューティサイクル内に通信してもよい。ＨＡＮ制御器１０３のウェイクアップ期間はＨＡＮ制御器１０３の選択的なリクエストに基づいて変化する。例えば、総電池寿命が比較的長いＨＡＮ制御器と比べると、総電池寿命が比較的短いＨＡＮ制御器１０３は比較的長いウェイクアップ期間を利用して通信してもよい。前述したように、ＨＡＮ制御器１０３のウェイクアップ期間は、定期的であってもよく、予め決定されたものであってもよく、定期的なものである必要がない。１つの実施態様において、ゲートウェイノード１０４ａは、与えられたウェイクアップ期間を有する特定のＨＡＮ１００と通信するように初期化のときに予め設定されてもよい。このような実施例において、メモリ２０４はスケジュール４８０によって予め設定され、当該スケジュール４８０は、データネットワーク１０６によって利用されるＴＳＣＨネットワーキングプロトコル、並びに、ＨＡＮ１００の特定のウェイクアップデューティサイクルおよびチャンネルリクエストに対してカスタマイズされる。
【００３９】
もう１つの実施態様において、各ノード１０４ａ−１０４ｄはビーコンメッセージまたは他のスケジューリング通信を受信してもよく、当該他のスケジューリング通信は、それぞれのノード１０４ａ−１０４ｄに接続している二次ネットワークノード（すなわち、ＨＡＮ制御器１０３）から送信される。ビーコンメッセージはＨＡＮ１００の選択的なリクエストに関する情報（例えば、ウェイクアップデューティサイクル、チャンネルリクエスト、同期情報、および他の情報）を含んでもよい。例えば、ＨＡＮ１００またはＨＡＮ制御器１０３は初期化されて、既に動作しているデータネットワーク１０６に接続される。ゲートウェイノード１０４ａを介してデータネットワーク１０６と同期するとき、ＨＡＮ制御器１０３は、ＨＡＮ制御器１０３のウェイクアップデューティサイクルを指すビーコンメッセージを送信する。ＨＡＮ制御器１０３のウェイクアップデューティサイクルを指すデータに応じて、ゲートウェイノード１０４ａはＨＡＮ制御器１０３のウェイクアップデューティサイクルに適合するように現在通信スケジュールを調整する。図４、図５に関して前述したように、調整された通信スケジュールはＴＳＣＨホッピングパターンにおける特定のタイムスロットによってＨＡＮ制御器１０３の各ウェイクアップ期間と同期する。調整されたスケジュールをデータネットワーク１０６の残る部分と同期させるために、ゲートウェイノード１０４ａは、調整されたスケジュールに関する情報を搭載する搭載ＲＦ信号を介して、調整されたスケジュールをノード１０４ｂ−１０４ｄ（すなわち、データネットワーク１０６における近隣のノード）に配信してもよい。ノード１０４ｂ−１０４ｄはそれに応じて内部の通信スケジュールを調整し、調整されたスケジュールをデータネットワーク１０６における他のノードに再配信する。
【００４０】
もう１つの実施態様において、スケジュール４８０はデータネットワーク１０６のための中央制御器、例えば、ヘッドエンドユニットまたはヘッドエンドシステム、によって決定される。例えば、データネットワーク１０６を制御するヘッドエンドユニットはＨＡＮ制御器１０３によって送信されたビーコンメッセージを受信し、通信スケジュール４８０を決定し、当該スケジュールをＨＡＮ制御器１０３のウェイクアップデューティサイクルに適合させる。ヘッドエンドユニットは通信スケジュール４８０をデータネットワーク１０６におけるノード１０４ａ−１０４ｄに配信する。
【００４１】
図７は、時間同期チャンネルホッピングプロトコルを利用して通信する一次ネットワークと、所定のスケジュールに基づいてＣＳＭＡネットワーキングプロトコルを利用する二次ネットワークとの間の通信のための、追加の例示のプロセス７００を示すフローチャートである。例示的な目的のために、プロセス７００を図１、図２に表されたシステム実施例を参照しながら説明する。ただし、他の実施例も可能である。ブロック７１０に示されているように、プロセス７００は、時間同期チャンネルホッピングプロトコルの第１選択スロットオフセット内に一次ネットワークにおける一次ネットワークノードと第１メッセージを通信することを含み、一次ネットワーク中のノードは時間同期チャンネルホッピングプロトコルを利用して通信する。例えば、ゲートウェイノード１０４ａはスケジュール４８０によってＴＳＣＨネットワークで通信する。スケジュール４８０に基づいて、ゲートウェイノード１０４ａは、スケジュール４８０に特定されたスロットオフセット内に近隣のノード１０４ｂ−１０４ｄの１つと通信する。
【００４２】
ブロック７２０において、ゲートウェイノード１０４ａは、ＴＳＣＨプロトコルの第２選択スロットオフセット内に、二次ネットワークにおける二次ネットワークノードからの第２メッセージを待ち受ける。二次ネットワークノードは、定期的なウェイクアップインターバルまたは所定のウェイクアップインターバル内に通信することによって、ＣＳＭＡプロトコルを利用して二次ネットワークにおいて通信してもよい。前述したように、ウェイクアップ期間をＴＳＣＨスロットオフセットに組み込むことによって、通信スケジュール４８０はＨＡＮ制御器１０３のウェイクアップデューティサイクルに適合することができる。ただし、ＨＡＮ１００においてＣＳＭＡネットワークで動作するＨＡＮ制御器１０３は、各ウェイクアップ期間内にメッセージを送信する必要がない。ＨＡＮ制御器１０３からの通信の周波数は、例えば、ＨＡＮ１００の動作に基づいて変化してもよい。ＨＡＮ制御器１０３が通信を能動的に送信または受信するか否かに関わらず、ゲートウェイノード１０４ａはＨＡＮ制御器１０３のウェイクアップ期間内にＨＡＮ制御器１０３からの通信を待ち受ける。
【００４３】
例えば、図５を参照すると、ＨＡＮ制御器１０３は、時間期間５０４（第１ウェイクアップ期間）内にＨＡＮクライアント装置１０２ａ、１０２ｂによって収集された情報を送信し、時間期間５０２ａにスリープ状態に戻ってもよい。第２ウェイクアップ期間（時間期間５０６）内に、ＨＡＮ制御器１０３はいかなる通信も受信または送信する必要とせずにスリープ状態に維持してもよい。時間期間５０８内に、ＨＡＮ制御器１０３はゲートウェイノード１０４ａとの通信を続いてもよい。ＨＡＮ制御器１０３の変化する通信周波数に適合するために、ゲートウェイノード１０４ａは、ＨＡＮ制御器１０３の各ウェイクアップ期間（時間期間５０４、５０６、５０８）内にＨＡＮ制御器１０３からの通信を待ち受ける。ＨＡＮ制御器１０３からのＲＦ通信を検出するかによって、ゲートウェイノード１０４ａは通信を待ち受ける。ゲートウェイノード１０４ａが与えられたウェイクアップ期間内にＨＡＮ制御器１０３からのいかなるＲＦ通信も検出していない場合、ゲートウェイノード１０４ａは通信スケジュール４８０によってデータネットワーク１０６との通信を再開する。ゲートウェイノード１０４ａがＨＡＮ制御器１０３からのＲＦ通信を検出する（例えば、ＨＡＮ制御器１０３からのＲＦ信号を検出する）場合、ゲートウェイノード１０４ａは当該通信を処理してから通信スケジュール４８０によってデータネットワーク１０６との通信を再開する。
【００４４】
図８は、ＴＳＣＨネットワーキングプロトコルを利用して動作する一次ネットワークと、所定のスケジュールに基づいてＣＳＭＡネットワーキングプロトコルを利用する二次ネットワークとの間のスケジュール通信の例示の信号流れ図である。図８を図１、図２に表されたシステム実施例を参照しながら説明するが、他の実施例も可能である。
【００４５】
ブロック８１０において、ＨＡＮ１００（すなわち、ＨＡＮ制御器１０３またはＨＡＮ１００における二次ノード）が目覚める。この例において、ビーコンメッセージはＨＡＮ１００によって送信されてゲートウェイノード１０４ａによって検出される。特定の実施態様において、ビーコンは、特定の帯域幅（例えば、１８００ビット／時間）に対するリクエスト、またはＨＡＮと通信する必要がある他の情報を含んでもよい。ゲートウェイノード１０４ａはビーコンの検出に応じて、ビーコンの受け取りを確認する信号を送信する。ビーコンおよびビーコン応答はゲートウェイノード１０４ａをＨＡＮ１００に加入するための一例であるが、他の実施例も可能である。
【００４６】
ゲートウェイノード１０４ａがＨＡＮ１００に加入すると、ゲートウェイノード１０４ａはＣＳＭＡネットワーキングプロトコルを利用してスケジュールをＨＡＮ１００に送信してもよい。ＨＡＮはこのスケジュールを利用し、ＨＡＮ１００がゲートウェイノード１０４ａに同期されるようにウェイク／スリープサイクルを決定してもよい。例えば、スケジュールはＨＡＮ１００に１０００ｍｓで目覚めてゲートウェイノード１０４ａと通信するように指示してもよい。１つの実施例において、ゲートウェイノード１０４ａにおけるＡＰＩは、ＨＡＮ１００から帯域幅に対するリクエストを受信し、ＨＡＮ１００に適したスケジュールを決定する。
【００４７】
特定の実施態様において、ＨＡＮ１００における二次ネットワークノードのための定期的なウェイクアップサイクルまたは所定のウェイクアップサイクルは、一次ネットワークによって利用されるＴＳＣＨホッピングパターンにおける、１つ以上の繰り返されるタイムスロットに組み込まれる。例えば、二次ネットワークノードは、低電力のスリープモード（例えば、ＲＦ送受信装置の電源が切られたモード）の下で動作し、一定の時間インターバルにおいてスリープモードから抜ける（例えば、「ウェイクアップ（目覚め）」をしてＲＦ送受信装置を起動させる）。ゲートウェイノード１０４ａは、二次ネットワークノードのウェイクアップサイクルに適合した通信スケジュールを決定する。追加的または代替的な実施態様において、スケジュールはダイナミックであってもよく、ゲートウェイノード１０４ａは、定期的にまたは需要に応じて、更新されたスケジュールをＨＡＮ１００に送信してもよい。
【００４８】
ブロック８５０ａにおいて、ＨＡＮ１００はスケジュールに基づいてスリープ状態に入る。特定の実施態様において、ゲートウェイノード１０４ａはスケジュールを一次ネットワークにおける他の一次ノード１０４ｂ−１０４ｄに送信し、一次ノード１０４ｂ−１０４ｄの１つはスケジュールをサーバシステム１０８に送信する。追加的または代替的な実施態様において、ゲートウェイノード１０４ａはスケジュールを直接的にサーバシステム１０８に送信する。追加的または代替的な実施態様において、ＨＡＮ１００またはゲートウェイノード１０４ａは、ＨＡＮ１００がスリープ状態に入る前の一次ネットワークにおける複数の部品に、スケジュールを送信する。一方、ＨＡＮ１００がスリープ状態にあっても、ゲートウェイノード１０４ａはＴＳＣＨプロトコルを利用する他の一次ノード１０４ｂ−１０４ｄと通信する。
【００４９】
ブロック８１０ｂにおいて、ＨＡＮ１００がスリープ状態から目覚める。実質的同時に、ブロック８１２ａにおいて、ゲートウェイノード１０４ａは、ＨＡＮ１００との通信のためのスケジュールに保留されたスケジュールされたタイムスロットを識別する。この例において、ゲートウェイノード１０４ａは、ＨＡＮ１００からの通信を待ち受け、サーバシステム１０８からの、データに関するリクエストを受信する。ゲートウェイノード１０４ａは他の一次ノード１０４ｂ−１０４ｄを介してサーバリクエストをサーバシステム１０８に送信しゲートウェイノード１０４ａは、他の一次ノード１０４ｂ−１０４ｄを介してサーバシステム１０８からの応答を受信し、スケジュールに基づいてブロック８５０ｂにおいてＨＡＮが既に他のスリープ状態に入ったという判断に応じて、この応答をメモリに記憶する。一方、ＨＡＮ１００が（他のタイムスロット内に）スリープ状態にあっても、ゲートウェイノード１０４ａはＴＳＣＨプロトコルを利用する他の一次ノード１０４ｂ−１０４ｄと通信する。
【００５０】
例示的な例を含んだ、前述した本発明の実施例の説明は、例示および説明との目的のみのために提供されるが、完全なる内容であると意図するものではなく、説明された概念の範囲を制限しようと意図するものでもない。当業者は本発明の範囲から離れなく数々の変化例、適用例およびそれらの用途を理解することができる。上に説明された例示的な実施例は、ここで開示されている一般的な保護対象を読者に紹介するために与えられ、開示されている概念の範囲を制限しようとするものではない。
【図１】
2019519971.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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